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        首頁 -- 科技引領

        • 張家峁煤礦15211綜采工作面智能化改造實踐2021年第11期

          作者:田 誠,王 恒

          單位:(西安重裝智慧礦山工程技術有限公司,陜西省西安市,710032)

          摘 要 為了提高陜煤集團陜北礦業張家峁煤礦的智能化開采和本質安全水平,對15211綜采工作面進行了智能化改造,重點介紹了采煤機自動截割、工作面設備遠程控制、工作面全覆蓋視頻跟機以及智能化開采技術的應用,闡述了15211綜采工作面智能化改造后實現的工作面自動采煤、運輸巷集控中心遠程控制、地面調度室一鍵啟停等各種功能。改造后礦井實現了運輸巷控制中心和地面調度指揮中心對綜采設備的智能化控制,提高了安全系數,降低了事故概率和生產成本,促進礦井作業與現代智能化深度融合。

          關鍵詞 張家峁煤礦;智能化改造;智能控制;一鍵啟停;視頻跟機

        • 煤礦綜采工作面智能開采技術現狀與展望2021年第11期

          作者:王文海,蔣力帥,王慶偉,馮 昊,唐 鵬

          單位:(山東科技大學能源與礦業工程學院,山東省青島市,266590)

          摘 要 智能化開采技術是深部煤炭開采發展的必由之路,通過分析我國綜采工作面智能化開采技術及裝備的發展歷程,指出我國煤礦智能化技術和裝備大都處于初級階段,就其中的關鍵技術進行系統地闡述,包括工作面自動取直技術、煤巖界面識別技術、液壓支架跟機自動化技術以及采煤機記憶切割技術等。分析了制約我國智能化開采的因素主要包括智能化開采技術問題、裝備的穩定性和可靠性、缺乏專業技術人才等,針對這些制約因素提出相應的技術和管理對策,并對未來綜采工作面智能化開采技術進行展望。

          關鍵詞 煤礦;綜采工作面;智能開采;發展展望

        • 智能化煤礦建設若干問題研究與思考2021年第10期

          作者:唐恩賢1,李 川2,3

          單位:(1.西安科技大學能源學院,陜西省西安市,710051;2. 陜西延長石油礦業有限責任公司, 陜西省西安市,710075;3.中國礦業大學礦業學院,江蘇省徐州市,221008)

          摘 要 智能化開采、智能化礦井建設是煤炭企業實現高質量發展的必然選擇。分析了我國智能化礦井建設歷程和智能化采掘技術迭代發展的趨勢,結合當前行業智能化礦井建設現狀,研究認為現階段礦井智能化仍處于初級水平,為更好地推進智能化煤礦建設,提出以下應把握的幾個問題和具體建議:災害治理永遠是礦井智能化建設的前提;礦井智能化的核心是采煤、掘進智能化;準確把握行業智能化礦井建設,當前絕大多數煤礦應以礦井升級改造為主;具有嵌入式技術的智能化裝備是煤礦智能化實施的必然要求等。

          關鍵詞 智能化開采;智能化煤礦建設;關鍵問題;嵌入式技術;移動機器人研究

        • 過煤量激光圖像智能監測技術研究2021年第10期

          作者:楊光耀1,毛開江2,胡而已2,3,李夢雅3

          單位:(1.陜煤集團榆北煤業小保當礦業有限公司,陜西省榆林市,719300;2.應急管理部信息研究院,北京市朝陽區,100029;3.中國礦業大學機電工程學院,江蘇省徐州市,221116)

          摘 要 基于機器視覺的激光測量原理,研究了礦井帶式輸送機實時過煤量監測技術,提出了一種帶式輸送機實時過煤量在線測量方法。采用直射式激光三角測量方法,搭建了帶式輸送機過煤量視覺測量實驗臺,完成了測量系統軟硬件設計,優化了圖像處理算法和處理工作流程,研制了激光過煤量監測樣機。提出了視覺測量系統圖像采集質量評價方法,通過比較不同圖像清晰度評價函數的處理性能,優選了Range函數對采集的圖像進行清晰度評價。研究了基于機器視覺的煤流截面輪廓參數提取算法,通過圖像處理獲得激光變形條紋的中心線,并對條紋中心線的斷點進行了數字虛擬連接,提高了測量準確性。最后驗證了測量方法和圖像處理算法的可行性。

          關鍵詞 過煤量測量;機器視覺;激光三角法;智能圖像監測

        • 采煤機螺旋滾筒截齒強化技術的研究2021年第9期

          作者:王昆宏

          單位:(華陽新材料集團煤機裝備研究院,山西省陽泉市,045000)

          摘 要 針對采煤機截齒在割煤作業過程中出現的上錐部磨損、齒體斷裂、截齒變形、合金頭脫落等失效問題,對截齒的失效形式和原因進行了分析和研究,采用微弧等離子熔覆強化技術對截齒進行表面強化處理,研究了截齒表面的顯微組織、硬度和耐磨性能。研究結果表明,經微弧等離子熔覆強化技術處理的截齒表面硬度提高了38.8%,相對耐磨性能提高了10.36倍,對截齒的性能改善顯著,有效延長了截齒的使用壽命。

          關鍵詞 采煤機;螺旋滾筒;截齒強化;等離子強化層

        • 智能開采工作面建設解決方案及對策建議2021年第9期

          作者:王 昕,張學亮,劉 清

          單位:(北京天地瑪珂電液控制系統有限公司,北京市朝陽區,100013)

          摘 要 煤礦智能開采工作面建設是煤礦智能化建設的核心任務,對煤礦智能開采工作面建設現狀進行了系統梳理,指出,煤礦智能開采工作面建設與國家及行業政策、國家科研投入力度和綜采工作面控制系統裝備發展緊密相關。在煤礦智能開采工作面建設過程中,應結合國家政策要求和各煤礦實際情況,分類施策、分級實施,建成初級、中級、高級智能化煤礦和智能開采工作面,實現煤礦智能開采少人化/無人化。以國家能源集團智能采煤工作面建設基本要求為依據,提出了智能開采工作面初級、中級、高級智能化解決方案及其對應功能。針對煤礦智能開采工作面建設問題,提出了統一規劃設計、制定智能開采工作面建設標準、加強智能開采工作面運維、補齊輔助環節智能化短板、培養智能開采全面解決方案提供商、提升員工智能化專業技術能力與水平等6個方面的對策建議。

          關鍵詞 煤礦智能開采工作面;煤礦智能化建設;分級解決方案;對策建議

        • 黃家溝煤礦切頂卸壓沿空留巷技術研究與應用2021年第8期

          作者:呂人杰1,張科學2,3,4,亢 磊2,3,楊海江2,3,王曉玲2,3,朱俊傲2,3

          單位:(1.山西華潤聯盛能源投資有限公司技術部,山西省呂梁市,033000;2.華北科技學院智能化無人開采研究所,北京市石景山區,101601;3.河北省礦山智能化開采技術重點實驗室,河北省廊坊市,065201;4.中國礦業大學(北京) 深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,北京市海淀區,100083)

          摘 要 為了提高黃家溝煤礦資源利用率,根據黃家溝煤礦21801工作面地質情況與圍巖特征,利用切頂卸壓和恒阻大變形錨索等技術,設計了黃家溝煤礦沿空留巷方案,通過打設密集恒阻錨索,完成了對巷道的加固和補強支護,確定了切縫孔直徑為45 mm,深度為10 m,在開切眼非采側進行了頂板精準定向預裂切縫,利用擋矸金屬網和伸縮式護幫擋矸架對巷幫進行了防護,實現了21801工作面切頂卸壓沿空留巷。

          關鍵詞 黃家溝煤礦;切頂卸壓;沿空留巷;恒阻錨索;預裂切縫

        • 燒變巖邊坡滲流特征及采動穩定分析研究2021年第8期

          作者:李 超1,閆 杰2,趙錦生1,李 偉2,郭夏飛2

          單位:(1.國家能源集團神華國能大南湖二礦,新疆維吾爾自治區哈密市,839000;2.煤炭科學技術研究院有限公司安全分院,北京市朝陽區,100013)

          摘 要 對富水燒變巖露天煤礦邊坡滲透特征及穩定性分析方法展開研究,通過現場水文勘查分析,確定邊坡地下水滲流水力坡降的坡降角為5.0°~12.8°。建立邊坡滲流模型,對邊坡地下水滲流場進行模擬分析,考慮地下水動水壓力對邊坡穩定性的影響,采用應力場與滲流場耦合分析的方法,研究了邊坡的穩定性。研究結果表明,滲透力主要作用在25號煤層以上泥巖層中,邊坡在燒變巖體及邊坡坡腳變形明顯;采動影響下,邊坡穩定性呈加速下降趨勢。動水壓力隨采深近似呈線性增加,火燒區地下水向原巖區滲透量隨采深增加增速逐漸下降,采深增加對邊坡穩定性影響呈增加趨勢。

          關鍵詞 滲透特征;滲流模型;水力坡降;動水壓力;耦合分析

        • 智能綜放工作面自動化放煤工藝分析與研究2021年第8期

          作者:馬 昆1,2,翟 文1,3

          單位:(1.國家能源集團寧夏煤業有限責任公司,寧夏回族自治區銀川市,751410;2.中國礦業大學機電工程學院,江蘇省徐州市,221116;3.中國礦業大學礦業工程學院,江蘇省徐州市,221116)

          摘 要 為了解決大采高厚煤層綜放工作面自動化放煤常態化應用難題,對國家能源集團寧夏煤業有限責任公司棗泉煤礦綜放工作面自動放煤工藝進行了研究,介紹了工作面概況和自動化控制系統配置情況,確立了綜放工作面的放煤方式,提出了一種綜放工作面放煤方法的下行和上行自動化放煤控制設計思路,建立了綜放工作面自動化放煤程序,通過在鄭州采煤機液壓電控有限公司ZE07-04型電液控制系統的工業試驗表明,該程序解決了大采高綜放工作面自動化放煤工藝難題,實現了綜放工作面自動化放煤。

          關鍵詞 綜放工作面;自動化放煤;智能化開采;大采高;厚煤層;

        • 煤礦智慧礦山三維智能管控系統設計與實現2021年第7期

          作者:安魚飛

          單位:(中煤航測遙感集團有限公司智慧礦山分公司,陜西省西安市,710199)

          摘 要 基于動態三維模型建模技術、數據信息融合技術以及協同管理技術,融合煤礦安全、生產、經營的結構化和非結構化數據,構建了煤礦智慧礦山三維智能管控系統,介紹了系統的總體架構設計和功能架構設計,詳細闡述了包括三維數據處理、三維漫游瀏覽、資源儲量管理、生產仿真與管理、通風動態管理、六大系統監測、事故模擬與分析以及應急救援指揮等系統模塊實現的具體功能和模塊設計,并對系統采用的關鍵技術進行了闡述。通過在陜西榆林能源集團有限公司楊伙盤煤礦等用戶的實際應用表明,煤礦智慧礦山三維智能管控系統能夠真實反映各管理要素的空間位置關系,能夠實現全礦井監測、控制、管理、保障的一體化動態管理,提升煤礦安全生產管理水平和生產效率。

          關鍵詞 智慧礦山;三維智能管控;三維模型建模;地理信息系統;大數據分析

        • 煤礦十大特殊作業工種仿真培訓系統研究與設計2021年第7期

          作者:高 彬1,杜亞林1,楊 帆1,李 軍1,譚 政2,陳金川2,王淵源2

          單位:(1.陜煤集團陜北礦業張家峁礦業有限公司,陜西省榆林市,719313;2.北京龍軟科技股份有限公司,北京市海淀區,100190)

          摘 要 針對當前煤礦安全虛擬仿真培訓系統功能單一、缺乏沉浸性體驗和交互的問題,提出了一套針對煤礦十大特殊作業工種的虛擬仿真培訓系統?;谔摂M仿真、人工智能等技術,設計了該虛擬仿真培訓系統的框架、游戲化引導模塊流程和操作交互過程,并介紹了該虛擬仿真培訓系統具體實現的功能。通過在陜煤集團陜北礦業張家峁礦業有限公司的實際應用表明,該虛擬仿真培訓系統能夠為特殊作業工種人員在虛擬場景中進行交互式學習和模擬操作提供平臺和手段,提高了煤礦工作人員在實際工作中對安全細節的主觀重視度以及安全培訓效果。

          關鍵詞 虛擬仿真培訓系統;安全培訓;人工智能;“三違”行為

        • 煤礦物聯網單兵智能裝備系統研發與應用2021年第6期

          作者:張傳江1,殷 鵬1,姚 磊1,周 泉1,張明泉1,張朝平2

          單位:(1.淮北礦業(集團)有限責任公司,安徽省淮北市,235006;2.上海山源電子科技股份有限公司,上海市松江區,201600)

          摘 要 分析了淮北礦業集團在自動化、信息化、智能化建設方面的情況,針對制約智能化礦山建設存在的問題,提出了煤礦物聯網平臺與單兵智能裝備研發與應用研究課題,結合萬兆工業控制環網以及Wi-Fi定位技術,采用基于Wi-Fi物聯網綜合基站、調度平臺以及單兵智能裝備,形成井上下“一張網”的煤礦物聯網單兵智能裝備融合調度通信系統,介紹了該系統的系統架構和系統功能,詳細闡述了該系統的關鍵技術。實際應用表明,該系統不僅能夠提高調度應急指揮水平,而且能夠增強作業人員協同工作能力,提高了生產效率。

          關鍵詞 煤礦物聯網;融合調度;融合基站;單兵智能裝備;智能調度

        • 基于布谷鳥搜索算法的露天煤礦運輸路徑優化研究2021年第5期

          作者:張東旭1,2

          單位:(1.中煤科工集團沈陽研究院有限公司,遼寧省撫順市,113122;2.煤礦安全技術國家重點實驗室,遼寧省撫順市, 113122 )

          摘 要 為了合理規劃露天煤礦卡車運輸路徑,有效降低卡車能耗,減少礦山投入成本,將卡車行駛過程中克服重力做功與克服阻力做功之和作為卡車消耗總運輸功,綜合考慮卡車行駛速度、道路坡度、路面質量等因素,以最小化總運輸功為目標,建立了露天煤礦卡車運輸路徑優化模型,在給定起始節點與目標節點前提下,提出以布谷鳥搜索算法為優化方法,根據其特有的萊維飛行方式搜尋卡車行駛最優路徑。以寶日希勒露天煤礦為實例進行了應用研究,分析結果表明,布谷鳥搜索算法解出的優化運輸路線比現場實際運輸路線消耗運輸功更小,能在一定程度上達到理想的優化效果,具有較高的實用價值。

          關鍵詞 露天煤礦;運輸路徑優化;布谷鳥搜索算法;無人駕駛;萊維飛行

        • 基于Morlet小波的時頻分析方法在地震槽波精準反演煤厚中的應用2021年第5期

          作者:郭昌放 1,楊 真2,武 祥2,陳一鼎3,顧 薌4

          單位:(1.中國礦業大學人工智能研究院,江蘇省徐州市,221116;2.中國礦業大學礦業工程學院,江蘇省徐州市,221116;3.昆明煤炭科學研究所,云南省昆明市,650051;4.方圓標志認證集團,北京市海淀區,100048)

          摘 要 根據地震槽波在煤層中的傳播規律以及Morlet小波的高分辨性,在通過地震槽波對煤礦工作面內的煤厚進行層析反演預測過程中,采用基于Morlet小波的時頻分析方法,將地震槽波在煤層中的傳播過程以能量流動的形式求取地震波信號的時間-能量譜,并拾取地震槽波的走時?;谑叭〉牡卣鸩鄄ㄗ邥r,運用瞬時迭代重構算法(SIRT)對工作面內的煤厚及地質構造情況進行層析反演計算和解釋。該方法在郭二莊煤礦22204工作面應用過程中得到了良好的驗證,基于Morlet小波的時頻分析方法能夠更加精準地拾取地震槽波的透射走時,提高了工作面煤厚預測的精度。

          關鍵詞 回采工作面;煤厚預測;地震槽波;層析成像;時頻分析

        • 帶式輸送機智能運維管理平臺研究與設計2021年第4期

          作者:聶永朝,馮寶忠,楊 洋

          單位:(寧夏天地西北煤機有限公司,寧夏回族自治區石嘴山市,753000)

          摘 要 針對現階段帶式輸送機輸送系統運輸效率低、電能和機械損耗嚴重等問題,提出了帶式輸送機運行狀態透明化解決方案,即建設基于B/S架構的帶式輸送機智能運維管理平臺,介紹了該運維管理平臺的數據架構設計和功能架構設計,通過對平臺關鍵子系統監測手段及調控節能技術進行研究分析,完善了帶式輸送機智能運維管理平臺數據采集層所需的必要信息及分析控制層決策輸出的理論基礎。通過在煤礦的實際應用表明,該平臺打破了各個系統間的數據壁壘,支撐數據聯合融動,達到了帶式輸送機物料透明、運行數據透明、調控節能透明的目的,該平臺能夠全面感知運輸系統狀態,提升運輸系統的安全性能,為煤礦用戶構建智慧礦山奠定了主運數據基礎。

          關鍵詞 帶式輸送機;智能運維管理平臺;透明輸送;調控節能;智慧礦山

        • 我國露天煤礦無人駕駛及新能源卡車發展現狀與關鍵技術2021年第4期

          作者:趙 浩1,毛開江2,曲業明3,付恩三2

          單位:(1.應急管理部研究中心,北京市東城區,100013;2.應急管理部信息研究院,北京市朝陽區,100029;3.內蒙古吉林郭勒二號露天煤礦有限公司,內蒙古自治區錫林郭勒盟,026200)

          摘 要 針對我國露天煤礦受外包運營模式影響而存在的由半連續、連續工藝向間斷工藝倒退、由大型化設備向小型化設備倒退的趨勢,提出采用無人駕駛礦用卡車、新能源卡車可以實現露天煤礦安全高效、節能環保運輸。鑒于我國無人駕駛礦用卡車正處于試驗測試階段,適應惡劣天氣及礦山惡劣環境能力差,以及我國新能源礦用卡車研發處在產業化前期,受電池重量、循環壽命、充電速度及電池性能等因素制約的現狀,認為,無人駕駛礦用卡車應注重研發非結構化道路無人駕駛感知融合技術、規?;\營智能調度技術及智能協同控制技術、露天礦山時變場景匹配關鍵技術、高可靠性、高算力無人駕駛計算平臺、大型礦用卡車關鍵部件、基于數字孿生的設備健康管理技術等;大型礦用新能源卡車應致力于高電量、大功率、長壽命動力電池研發關鍵技術、極端天氣下純電動礦用卡車研發及應用關鍵技術、載重100 t以上純電動礦用卡車研發關鍵技術等。

          關鍵詞 露天煤礦;無人駕駛;新能源卡車;發展現狀;關鍵技術

        • 露天煤礦視頻識別分析系統設計與應用2021年第4期

          作者:汪 鵬,付恩三,姜 琳

          單位:(應急管理部信息研究院,北京市朝陽區,100029)

          摘 要 分析了露天煤礦通過視頻監控違章行為的現狀和存在的問題,提出利用人工智能、視頻識別分析等技術,構建露天煤礦視頻識別分析系統,介紹了系統總體架構和技術架構,分析了系統包含的子系統功能,詳細闡述了系統采用的數據處理、模型訓練、模型應用和數據分析四類關鍵技術。通過在露天煤礦的實際應用表明,該系統能夠使露天煤礦及早發現違章信息并閉環管理隱患,實現實時在線監控,同時將相關違章信息上傳到上級監管監察機構,滿足各級監管監察部門對露天煤礦的檢查需要。

          關鍵詞 露天煤礦;視頻識別分析;模型訓練;違章行為;監管監察

        • 基于云計算的礦用設備監察管理系統設計2021年第3期

          作者:姜 琳,孫 超,付恩三

          單位:(應急管理部信息研究院,北京市朝陽區,100029)

          摘 要 礦用設備科學管理是實現煤礦安全生產的重要環節,以煤礦自動化生產系統為基礎,基于云計算技術設計了礦用設備監察管理系統,分析了系統總體架構和技術架構,介紹了系統包含的各個子系統,并詳細闡述了各個子系統包含的主要功能模塊設計。礦用設備監察管理系統主要功能包括礦端和省級政府端兩級應用,在為煤礦企業提供服務的同時,直接把煤礦企業礦用設備生產管理過程的數據保存在中心數據庫,并與省級監管監察大數據采集聯網云平臺實時對接,滿足各級監管監察部門的聯網監察要求。

          關鍵詞 云計算;礦用設備;監察管理;信息系統;煤礦信息化

        • 大傾角智能工作面刮板輸送機“上竄下滑”自動化控制研究與應用2021年第3期

          作者:馬 昆1,2,任予鑫1,李 響1,杜 昭1,康向南1

          單位:(1.國家能源集團寧夏煤業有限責任公司棗泉煤礦,寧夏回族自治區銀川市,751411;2.中國礦業大學機電工程學院,江蘇省徐州市,221006)

          摘 要 針對復雜煤層賦存條件下,特別是大傾角、多斷層的工作面實現全工作面自動化面臨著諸多技術難題,以國家能源集團寧夏煤業有限責任公司棗泉煤礦220608綜采工作面為工程背景,研究了大傾角工作面支架防倒防滑以及刮板輸送機“上竄下滑”自動化控制的重點和難點,建立了刮板輸送機“上竄下滑”工藝管控策略數據模型及工藝控制邏輯體系,通過刮板輸送機“上竄下滑”趨勢判斷方法,形成了跟機推刮板輸送機、跟機拉架工藝控制方案,建立了大傾角工作面常規拉架、防止刮板輸送機下滑調架以及防止刮板輸送機上竄調架3種拉架動作控制邏輯。實際工程應用表明,工作面平均開采速度可達6.3 m/min,最高產量可達11 700 t/d,實現了工作面高清可視化,并通過管理創新保障了大傾角工作面智能開采常態化運行。

          關鍵詞 大傾角;智能工作面;刮板輸送機;上竄下滑;自動化控制

        • 基于工業互聯網的智能礦山研究與設計2021年第2期

          作者:李首濱,劉道園

          單位:(天地科技股份有限公司,北京市朝陽區,100013)

          摘 要 闡述了基于工業互聯網平臺建設智能礦山的意義與目標;指出,打造煤炭工業互聯網平臺,就是要通過工業互聯網技術使煤炭產業各環節間進行有機聯動,實現產業鏈的真正融合,打造礦山新型數字生態,助推煤炭行業高質量發展。研究了基于工業互聯網的智能礦山技術體系和業務架構;認為,基于工業互聯網的智能礦山建設應首先進行算力及容災體系建設,其次是要進行網絡體系搭建,第三要搭建橫縱貫通的數據中臺業務。將目前我國煤炭企業智能礦山建設的發展階段歸納為4個階段:框架初步構建、實現采掘等單系統或單項技術智能化決策和運行階段;多系統信息融合、實現采掘運智能聯動階段;形成智能生產、安全、管控智慧大腦階段;形成全礦區、多產業鏈、多系統集成的智能礦山體系階段。最后提出,智能礦山建設是一個科技創新和不斷進步的過程,應注重頂層設計,做到傳承與創新并重,基礎平臺、局部場景智能化建設要并行等具體建議。

          關鍵詞 工業互聯網;智能礦山;數字生態;互聯互通;頂層設計

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